（8）作图、回归得到准数关联式Nu?ARemPr0.4中的系数。

（9）重复（1）-（8）步，处理强化管的实验数据。作图、回归得到准数关联式Nu?BRe中的系数。Nu?0.0215Re0.788Pr0.4

mì×1ü?è?÷êμ?é×?êy1?áaí?1000??¨íü1??ˉ?ü1y = 0.0263x0.7924Nu/Pr^0.4100y = 0.0215x0.7885101000Re10000100000

实验六 搅拌器性能测定

搅拌是重要的化工单元操作之一，它常用于互溶液体的混合、不互溶液体的分散和接触、气液接触、固体颗粒在液体中的悬浮、强化传热及化学反应等过程.

搅拌的作用：混合、乳化、剪切、分散 搅拌器类型：轴向流式；径向流式 扇形涡轮，螺旋搅拌桨（轴向流式）；平桨叶，平直叶圆盘涡轮；猫式与框式搅拌器。 打旋现象：搅拌时产生漩涡，会多消耗些搅拌功率，不利于搅拌。 克服打旋现象的措施：增设折流挡板与导流筒；偏心安装 标准搅拌器：搅拌浆为六片平直叶圆盘涡轮

d=1/3DT ; 挡板宽度=1/10DT ; 叶轮离釜低高度Hi=1.0DT ; 液体深度HL=1.0DT 一、 实验目的

⒈ 掌握搅拌功率曲线的测定方法。

⒉ 了解影响搅拌功率的因素及其关联方法。 3.测定气—液相搅拌功率并与液相搅拌功率比较. 二、实验原理

搅拌过程中要输入能量才能达到混合的目的，即通过搅拌器把能量输入到被搅拌的

流体中去。因此搅拌釜内单位体积流体的能耗成为判断搅拌过程好坏的依据之一。 由于搅拌釜内液体运动状态十分复杂，搅拌功率目前尚不能由理论得出。只能由实验获

得它和多变量之间的关系，以此作为搅拌操作放大过程中确定搅拌规律的依据。 液体搅拌功率消耗可表达为下列诸变量的函数：

N?f(k,n,d,?,?,g,?)

式中：N—搅拌功率，W； K—无量纲系数； n—搅拌转数，r/s；

3

d—搅拌器直径，m； ?—流体密度，kg/m； ?—流体粘度，pa·s； g—重力加速度，m/s；

由因次分析法可得下列无因次数群的关联式：

2

d2n?xn2dy?K()()

35?g?ndNNd2n? 令 ?Np， Np称为功率准数 ； ?Re ， Re称为搅拌雷诺准数 35?nd?n2d ?Fr， Fr称为搅拌佛鲁德准数

g则 Np?KRFr ；令 ??xeyNpFrx， ?称为功率因数， ??KRe y对于不打旋的系统重力影响极小，可忽略Fr的影响，即y?0。??Np?KRe

本实验中，搅拌功率采用下式得到： N?I?V?(I2?R?Kn1.2) 式中：I—搅拌电机的电枢电流，A； V—搅拌电机的电枢电压，V；

xR—搅拌电机的内阻，28Ω；n—搅拌电机的转数，r/s； K—0.00125。

当有气体通入时，在相同的转速下，搅拌功率会显著下降。因为，物系的粘度、密度发生改变。

设Q为空气的体积流量，令Na=Q/nd3 ——通气准数。

相同转速下，气—液搅拌功率Ng/N与通气准数Na的关系可用下式描述： 当 Na < 0.035时 Ng/N = a -bNa ； a, b为常数 当 Na > 0.035时 Ng/N = a’ –b’Na ； a’, b’为常数

通过测定Ng，在直角坐标纸上作Ng/N——Na曲线，确定常数a, b或 a’, b’ 三、主要设备参数与实验流程：

1.搅拌器: 型号: KDZ-1；功率: 160w 转速: 3200转/分 2.搅拌釜内径280mm ； 3.搅拌器直径100mm

本实验使用的是标准搅拌槽，其直径为280mm；搅拌浆为六片平直叶圆盘涡轮，搅拌器直径100mm。装置流程见图。

多相搅拌实验装置流程图

1—空压机；2—流量计；3—温度计；4—电动机；5—直流电流表；6—电机调速器；7—直流

电压表，8-测速仪；9—挡板；10-搅拌槽；11-气体分布器

四、实验步骤

⒈ 测定水溶液搅拌功率曲线

打开总电源，各数字仪表显示“0”。打开搅拌调速开关，慢慢转动调速旋纽，电机开始转动。在转速约100~400（r/min）之间， 取10~12个点测试（实验中适宜的转速选择：低转速时搅拌器的转动要均匀；高转速时以流体不出现旋涡为宜）。实验中每调一个转速，待数据显示基本稳定后方可读数，同时注意观察流型及搅拌情况。每调节一个转速记录以下数据：电机的电压（V）、电流（A）、转速n（r/min）。 ⒉ 测定气—液搅拌功率

开启空气压缩机，调节气体流量计的空气流量为定值（如300L/h）.在上述每一转速下记录以下数据：电机的电压（V）、电流（A）、转速n（r/min）。在某一转速下改变空气流量，重复操作

⒊ 实验结束时一定把调速降为“0”，方可关闭搅拌调速。 注意事项：

⒈ 电机调速一定是从“0”开始，调速过程要慢，否则易损坏电机。 ⒉ 不得随便移动实验装置。

⒊ 本实验没有测气液混合后的密度和粘度。（无粘度计） 五 实验数据记录与数据处理 （一）数据记录与处理 1 液相搅拌功率：

水温： 密度： 粘度： 搅拌器直径： 序号 n I V N Np Re 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 气液搅拌功率

气体流量Q = （注意：转速与前面一致） 序号 n I V Ng Ng/ N Na 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

（二）作图

1 在双对数坐标纸上标绘出Np与Re的关系曲线。